Python高手修炼之道：数据处理与机器学习实战 - (EPUB全文下载)

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Python高手修炼之道：数据处理与机器学习实战
第1章 零基础必读
第2章 Python入门
第3章 Python基本技能
第4章 科学计算基础软件包NumPy
第5章 应用最广泛的绘图库Matplotlib
第6章 结构化数据分析工具Pandas
第7章 科学计算工具包SciPy
第8章 机器学习工具包Scikit-learn
附录A Python内置函数（类）手册
附录B 从新手到高手的100个模块
第1章 零基础必读
Now is better than never,
Although never is often better than right now.
这是“Python之禅”中的一句话，意思是做也许好过不做，但不假思索就动手，还不如不做。的确，在开始学习Python之前，初学者需要先了解一些关于这门编程语言的背景知识，并在计算机上做好准备工作。
关于Python，很多教科书都把它定义为动态的、强类型的编程语言。作为初学者，大可不必深究什么是动态语言，什么是强类型语言，但必须知道的是，Python是支持面向对象编程的脚本语言，同时也原生支持面向过程式编程的范式。
这里，我绝非有意搬出面向对象和面向过程式编程的概念来给初学者一个下马威，而是因为这两个概念对于程序员来说非常重要，即便是新手也要有所了解。所谓面向过程式编程，就是根据解决问题所需要的步骤，用函数一步一步实现，最后依次调用这些函数。面向过程式编程符合人类的思维特点，容易理解，而面向对象编程就要比它抽象复杂得多。如果初学者理解面向对象编程有困难，也不用急于求成。很多概念都是在长期的编程实践中逐步建立起来的，一切都是自然而然的。
此外，初学者还需要知道，Python是脚本语言。与脚本语言相对的是编译型语言，如C语言和C++语言都属于编译型语言。编译型语言需要经过编译器编译连接之后才能运行，而脚本语言的运行则需要一个解释器而非编译器。我们常说在计算机上安装了某一个版本的Python，指的就是Python的解释器。初学者往往搞不清楚解释器和编译器分别是什么，甚至把集成开发工具理解为解释器或编译器。请务必记住，Python解释器就是一个可执行程序，运行Python代码就是在运行Python解释器，这个解释器将逐行解释、执行代码。
1.1 安装Python
1.1.1 Python的各种发行版
Python有多种发行版，其中最有影响力的是官方的CPython版本。我们平时所说的Python，如果没有特别说明，就是指CPython。CPython利用C语言编写而成，是最具广泛兼容性与标准化的Python实现方案。
值得一提的是，CPython解释器有一个替代品PyPy，其可以利用即时编译（JIT）来加速Python程序的执行。PyPy JIT将Python代码编译为机器语言，从而带来平均7.7倍于CPython的运行速度。在某些特定任务中，其提速效果可达50倍。一般情况下，Python代码都可以不加修改地在PyPy环境下运行，但不能保证和CPython环境下的运行结果完全一致。毕竟，PyPy在垃圾回收机制等方面完全不同于CPython。
Anaconda是影响力仅次于CPython的另一个发行版。Anaconda基于CPython，集成了大量常用的Python模块，尤其是数据科学类的模块。Anaconda还提供了一套模块管理工具，可以构建多个相互独立的开发环境。
早期的Python语言一直缺少一个方便易用的模块安装及管理工具，模块资源也极为匮乏，模块的安装和升级曾经是非常令人头疼的大问题。在这个背景下，以提供模块管理服务为特点的Anaconda得以大行其道。现在，Python有了pip这样的模块安装和管理利器，Anaconda的优势自然就不存在了。我个人认为Anaconda的模块管理和开发环境管理，非但没有让事情变得简单，反而给初学者带来了更多的困惑。当然，这只是我的个人观点，如果你确实喜欢使用Anaconda，我也完全认同并尊重你的选择。
除了Anaconda，其他的Python发行版基本上都是针对某一种编程语言设计的运行时（Runtime），如基于JVM的Jython、基于.net的IronPython等。不过，Jython和IronPython目前都没有推出Py3的版本。
1.1.2 安装与运行
首先从Python的官方网站下载安装程序。下载时，读者需要根据自己的操作系统类型、硬件参数等信息选择合适的版本。如果是出于学习的目的，下载任何一个版本都没有问题；如果是用于工作项目，则需要考虑项目所依赖的第三方模块是否支持最新版本的Python。
以在Windows平台安装Python为例，下载完安装程序，运行时会出现图1-1所示的安装提示。推荐使用默认方式安装，同时不要忘记勾选界面最下面的两个复选框，否则可能会给后续的使用和模块维护带来一些麻烦。
图1-1　安装Python
安装完成后，可以在Windows开始菜单的Python程序组中看到IDLE应用程序。这是Python内置的集成开发工具，既可以交互式运行代码，也可以编辑、运行Python的脚本文件。本书的大部分代码都是以交互方式在IDLE上运行的。IDLE的运行界面如图1-2所示。
图1-2　Python内置的开发工具IDLE
在Python的程序组中还有一个工具（工具名为Python），它可以直接运行Python解释器，类似于在一个命令行窗口中运行python.exe程序。在这个工具的窗口中，只能以交互方式运行Python语句，不能运行脚本文件。我习惯把这个工具叫作Shell，不过，Python的开发者们把Shell这个名字写在了IDLE程序界面的标题栏上。
1.1.3 重新安装
如果Python解释器损坏或需要一个更高版本的解释器，就需要卸载当前版本的Python，安装新版本的Python，而不是像大多数软件那样可以直接升级到最新版本。这是因为Python的第三方模块大多都依赖特定版本的P ............

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